JPH10270319A - 液膜形成方法および装置 - Google Patents
液膜形成方法および装置Info
- Publication number
- JPH10270319A JPH10270319A JP7168597A JP7168597A JPH10270319A JP H10270319 A JPH10270319 A JP H10270319A JP 7168597 A JP7168597 A JP 7168597A JP 7168597 A JP7168597 A JP 7168597A JP H10270319 A JPH10270319 A JP H10270319A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid
- liquid film
- film forming
- solution
- semiconductor wafer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 空隙のない塗布膜を形成する。
【解決手段】 塗布膜の材料液を塗布しているとき、あ
るいは塗布後に、超音波を加える。
るいは塗布後に、超音波を加える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は表面に微細な構造が
形成された平板材料に空隙のない液膜を形成する技術に
関する。本発明は特に、半導体のウェハプロセスにおけ
るスピンコート工程に利用するに適する。
形成された平板材料に空隙のない液膜を形成する技術に
関する。本発明は特に、半導体のウェハプロセスにおけ
るスピンコート工程に利用するに適する。
【０００２】
【従来の技術】半導体のウェハプロセスでは従来から、
層間絶縁膜などを形成するために、スピンコート工程が
利用されている。スピンコート工程では、半導体ウェハ
を回転ステージ上に載置し、膜形成のための材料液を半
導体ウェハに滴下しながら、または滴下後に、半導体ウ
ェハをその面内で回転させる。これにより、比較的粘性
の高い液体であっても、半導体ウェハの表面に均等に塗
布することができる。
層間絶縁膜などを形成するために、スピンコート工程が
利用されている。スピンコート工程では、半導体ウェハ
を回転ステージ上に載置し、膜形成のための材料液を半
導体ウェハに滴下しながら、または滴下後に、半導体ウ
ェハをその面内で回転させる。これにより、比較的粘性
の高い液体であっても、半導体ウェハの表面に均等に塗
布することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、半導体ウェハ
上に形成される素子が微細になるにつれ、スピンコート
により形成した液膜には、スルーホールの孔部や溝にボ
イド（空隙）が残ってしまうことがある。このようなボ
イドは、ベークまたはキュア後の膜へのクラックの発生
の原因となる可能性があり、製造される素子の信頼性が
低下してしまう。
上に形成される素子が微細になるにつれ、スピンコート
により形成した液膜には、スルーホールの孔部や溝にボ
イド（空隙）が残ってしまうことがある。このようなボ
イドは、ベークまたはキュア後の膜へのクラックの発生
の原因となる可能性があり、製造される素子の信頼性が
低下してしまう。
【０００４】本発明は、このような課題を解決し、ボイ
ドの発生を抑制することのできる液膜形成方法およびそ
のための装置を提供することを目的とする。
ドの発生を抑制することのできる液膜形成方法およびそ
のための装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の第一の観点は表
面に微細な構造が形成された平板材料に液膜を形成する
液膜形成方法であり、平板材料に液膜の材料液を塗布
し、塗布中あるいは塗布後にその塗布された材料液に超
音波を加えることを特徴とする。
面に微細な構造が形成された平板材料に液膜を形成する
液膜形成方法であり、平板材料に液膜の材料液を塗布
し、塗布中あるいは塗布後にその塗布された材料液に超
音波を加えることを特徴とする。
【０００６】本発明は、平板材料として半導体ウェハを
用い、固化により層間絶縁膜となる液膜、レジスト膜、
レジスト膜を露光後に現像するための現像液、あるいは
ウェットエッチングのためのエッチング液中のボイド除
去に利用することができる。
用い、固化により層間絶縁膜となる液膜、レジスト膜、
レジスト膜を露光後に現像するための現像液、あるいは
ウェットエッチングのためのエッチング液中のボイド除
去に利用することができる。
【０００７】超音波の印加は、平板材料を保持する部材
から行ってもよく、塗布後に別の場所で行ってもよい。
から行ってもよく、塗布後に別の場所で行ってもよい。
【０００８】本発明の第二の観点は液膜形成装置であ
り、平板材料を保持する保持手段と、この保持手段に保
持された平板材料の表面に液体材料を塗布する塗布手段
とを備えた液膜形成装置において、塗布手段により塗布
された液体材料に超音波を印加する手段を備えたことを
特徴とする。
り、平板材料を保持する保持手段と、この保持手段に保
持された平板材料の表面に液体材料を塗布する塗布手段
とを備えた液膜形成装置において、塗布手段により塗布
された液体材料に超音波を印加する手段を備えたことを
特徴とする。
【０００９】保持手段は平板材料が載置される台部材を
含み、印加する手段はこの台部材の内部に設けられた超
音波振動子を含むことがよい。
含み、印加する手段はこの台部材の内部に設けられた超
音波振動子を含むことがよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態を示す図
であり、スピンナ装置で本発明を実施した構成例を示
す。この構成例では、半導体ウェハを保持するウェハス
テージ１と、このウェハステージ１に保持された半導体
ウェハの表面に液体材料を滴下して塗布する滴下ノズル
２と、半導体ウェハがその面内で回転して滴下ノズル２
から滴下された液体材料が半導体ウェハの表面に広がる
ようにウェハステージ１を回転駆動する回転駆動部３と
を備え、さらに、滴下ノズル２から滴下された液体材料
に超音波を印加するためウェハステージ１内には超音波
振動子が設けられ、この超音波振動子を駆動する超音波
発生駆動部４を備える。また、回転駆動部３および超音
波発生駆動部４を制御する制御部５を備える。ウェハス
テージ１内に設けられる超音波振動子としては、例えば
ピアゾ素子を用いる。
であり、スピンナ装置で本発明を実施した構成例を示
す。この構成例では、半導体ウェハを保持するウェハス
テージ１と、このウェハステージ１に保持された半導体
ウェハの表面に液体材料を滴下して塗布する滴下ノズル
２と、半導体ウェハがその面内で回転して滴下ノズル２
から滴下された液体材料が半導体ウェハの表面に広がる
ようにウェハステージ１を回転駆動する回転駆動部３と
を備え、さらに、滴下ノズル２から滴下された液体材料
に超音波を印加するためウェハステージ１内には超音波
振動子が設けられ、この超音波振動子を駆動する超音波
発生駆動部４を備える。また、回転駆動部３および超音
波発生駆動部４を制御する制御部５を備える。ウェハス
テージ１内に設けられる超音波振動子としては、例えば
ピアゾ素子を用いる。
【００１１】この装置で液膜を形成するには、ウェハス
テージ１に半導体ウェハ６を載置し、レジスト、固化さ
れて層間絶縁膜となる材料の液体、あるいはウェットエ
ッチングのためのエッチング液を滴下ノズル２から滴下
して塗布する。塗布方法としては、ウェハステージ１を
回転させずに液を滴下する静止塗布でもよく、ウェハス
テージ１を回転させながら液を滴下して半導体ウェハ６
の全面に液を広げる回転塗布でもよい。超音波は塗布中
に印加してもよく、塗布後に印加してもよい。この超音
波により、液中のボイドが液外に放出されて微小空間へ
液が進入し、ボイドのない、あるいはボイドが非常に少
ない膜が形成される。
テージ１に半導体ウェハ６を載置し、レジスト、固化さ
れて層間絶縁膜となる材料の液体、あるいはウェットエ
ッチングのためのエッチング液を滴下ノズル２から滴下
して塗布する。塗布方法としては、ウェハステージ１を
回転させずに液を滴下する静止塗布でもよく、ウェハス
テージ１を回転させながら液を滴下して半導体ウェハ６
の全面に液を広げる回転塗布でもよい。超音波は塗布中
に印加してもよく、塗布後に印加してもよい。この超音
波により、液中のボイドが液外に放出されて微小空間へ
液が進入し、ボイドのない、あるいはボイドが非常に少
ない膜が形成される。
【００１２】超音波の周波数としては、一般に市販され
ている超音波振動子の周波数範囲である１８〜２０００
ｋＨｚ程度をそのまま利用することができる。超音波の
パワーは、強すぎると膜が剥がれたり破壊される可能性
があるし、弱すぎると効果が薄く、液体の種類、液温な
どによっても異なるが、パワー密度として２〜３Ｗ／ｃ
ｍ2 以下が一般に望ましい。
ている超音波振動子の周波数範囲である１８〜２０００
ｋＨｚ程度をそのまま利用することができる。超音波の
パワーは、強すぎると膜が剥がれたり破壊される可能性
があるし、弱すぎると効果が薄く、液体の種類、液温な
どによっても異なるが、パワー密度として２〜３Ｗ／ｃ
ｍ2 以下が一般に望ましい。
【００１３】ここではウェハステージ１上で超音波を印
加する場合について説明したが、ウェハステージ１とは
別の場所で、塗布後の膜に超音波を印加することもでき
る。また、スピンナ装置だけでなく、コーターデベロッ
パーなどでも本発明を同様に実施でき、レジスト塗布後
のボイド除去や、現像液をウェハ上に溜めた際のボイド
除去に利用できる。
加する場合について説明したが、ウェハステージ１とは
別の場所で、塗布後の膜に超音波を印加することもでき
る。また、スピンナ装置だけでなく、コーターデベロッ
パーなどでも本発明を同様に実施でき、レジスト塗布後
のボイド除去や、現像液をウェハ上に溜めた際のボイド
除去に利用できる。
【００１４】超音波によりボイドが消滅することについ
ては、超音波洗浄にも利用されているように、現象とし
ては既に知られている。本発明は、この現象を液膜、特
に半導体ウェハ上への液膜の形成に利用したものであ
る。現在のところ、この現象についての物理的なメカニ
ズムについて決定的な理論は確立されていないが、超音
波による二つの重要な効果が関係すると考えられてい
る。その第一はキャビテーションによる効果であり、超
音波が液中を伝播するときに微小気泡（キャビティ）が
発生し、それが消滅することで強力な衝撃波が発生す
る。純水中では、気泡が消滅するときの気泡内圧力が１
０００気圧にも達する。そのような大きなエネルギをも
った衝撃波がボイドに伝わることで、ボイドが消滅す
る。超音波洗浄の場合には、これが付着物を剥離するエ
ネルギとなる。第二は物理的あるいは化学的な反応促進
効果であり、本発明の場合には、液あるいは基板とボイ
ドとの間に相互作用が生じ、超音波の微小振動がボイド
に伝わってそのボイドが除去される。この場合、付着物
としてのボイドを気泡に変化させる効果があるのではな
いかと考えられる。これらの二つの効果のうち、反応促
進効果はキャビテーションによる効果に比べてかなり小
さいと考えられる。
ては、超音波洗浄にも利用されているように、現象とし
ては既に知られている。本発明は、この現象を液膜、特
に半導体ウェハ上への液膜の形成に利用したものであ
る。現在のところ、この現象についての物理的なメカニ
ズムについて決定的な理論は確立されていないが、超音
波による二つの重要な効果が関係すると考えられてい
る。その第一はキャビテーションによる効果であり、超
音波が液中を伝播するときに微小気泡（キャビティ）が
発生し、それが消滅することで強力な衝撃波が発生す
る。純水中では、気泡が消滅するときの気泡内圧力が１
０００気圧にも達する。そのような大きなエネルギをも
った衝撃波がボイドに伝わることで、ボイドが消滅す
る。超音波洗浄の場合には、これが付着物を剥離するエ
ネルギとなる。第二は物理的あるいは化学的な反応促進
効果であり、本発明の場合には、液あるいは基板とボイ
ドとの間に相互作用が生じ、超音波の微小振動がボイド
に伝わってそのボイドが除去される。この場合、付着物
としてのボイドを気泡に変化させる効果があるのではな
いかと考えられる。これらの二つの効果のうち、反応促
進効果はキャビテーションによる効果に比べてかなり小
さいと考えられる。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
超音波印加により液膜内のボイドの発生を抑制すること
ができる。したがって、ベークまたはキュア後の膜への
クラック発生を抑えることができ、素子の信頼性を高め
ることができる。また、空隙を残さずに微小空間への液
の侵入が可能なので、高アスペクト比の穴や溝など、高
世代ＬＳＩプロセス技術に要求されるより微細なパター
ンへのコーティングが可能となる。ウェットエッチング
に利用した場合には、微細パターンのエッチングが可能
となる。
超音波印加により液膜内のボイドの発生を抑制すること
ができる。したがって、ベークまたはキュア後の膜への
クラック発生を抑えることができ、素子の信頼性を高め
ることができる。また、空隙を残さずに微小空間への液
の侵入が可能なので、高アスペクト比の穴や溝など、高
世代ＬＳＩプロセス技術に要求されるより微細なパター
ンへのコーティングが可能となる。ウェットエッチング
に利用した場合には、微細パターンのエッチングが可能
となる。
【図１】本発明の実施形態を示す図。
１ ウェハステージ ２ 滴下ノズル ３ 回転駆動部 ４ 超音波発生駆動部 ５ 制御部 ６ 半導体ウェハ
Claims (7)
- 【請求項１】 表面に微細な構造が形成された平板材料
に液膜を形成する液膜形成方法において、 前記平板材料に液膜の材料液を塗布し、 塗布中あるいは塗布後にその塗布された材料液に超音波
を加えることを特徴とする液膜形成方法。 - 【請求項２】 前記平板材料は半導体ウェハであり、前
記液膜は固化されて層間絶縁膜となる膜である請求項１
記載の液膜形成方法。 - 【請求項３】 前記平板材料は半導体ウェハであり、前
記液膜はレジスト膜である請求項１記載の液膜形成方
法。 - 【請求項４】 前記平板材料は表面にレジスト膜が形成
され露光処理された半導体ウェハであり、塗布される材
料液は現像液である請求項１記載の液膜形成方法。 - 【請求項５】 前記平板材料は半導体ウェハであり、塗
布される材料液はウェットエッチングのためのエッチン
グ液である請求項１記載の液膜形成方法。 - 【請求項６】 平板材料を保持する保持手段と、この保
持手段に保持された平板材料の表面に液体材料を塗布す
る塗布手段とを備えた液膜形成装置において、 前記塗布手段により塗布された液体材料に超音波を印加
する手段を備えたことを特徴とする液膜形成装置。 - 【請求項７】 前記保持手段は平板材料が載置される台
部材を含み、 前記印加する手段はこの台部材の内部に設けられた超音
波振動子を含む請求項６記載の液膜形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7168597A JPH10270319A (ja) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | 液膜形成方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7168597A JPH10270319A (ja) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | 液膜形成方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10270319A true JPH10270319A (ja) | 1998-10-09 |
Family
ID=13467669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7168597A Pending JPH10270319A (ja) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | 液膜形成方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10270319A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7115235B1 (en) | 1999-02-17 | 2006-10-03 | Protensive Limited | Rotating surface of revolution reactor with temperature control mechanisms |
| CN113601775A (zh) * | 2021-09-10 | 2021-11-05 | 宁波威克丽特功能塑料有限公司 | 一种环境友好型复合高分子膜材料的生产装置 |
-
1997
- 1997-03-25 JP JP7168597A patent/JPH10270319A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7115235B1 (en) | 1999-02-17 | 2006-10-03 | Protensive Limited | Rotating surface of revolution reactor with temperature control mechanisms |
| CN113601775A (zh) * | 2021-09-10 | 2021-11-05 | 宁波威克丽特功能塑料有限公司 | 一种环境友好型复合高分子膜材料的生产装置 |
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